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[Tipp] Bauteil-Kühlung
#1
Information 
 
Nach einer Testreihe zum Thema Abhängigkeiten https://www.3d-druck-community.de/showthread.php?tid=25698
ist mir auch der Faktor Kühlung so richtig bewußt und messbar geworden und war der Anlaß mich weiter mit diesem Thema zu beschäftigen

Ein paar meiner Erkenntnisse möchte ich hier zusammenfassen und zum mitdenken anregen, weil ich auch in letzter Zeit viele Einstell- und Beurteilungsthreads gelesen habe,
welche eben mit dieser wichtigen Thematik zusammenhängen und als Materialfehler, Hardware- und vor allem Einstellfehler interpretiert werden/wurden.


Ziel der richtigen Kühlung soll es sein, das gedruckte Material unter die Glastemperatur (s.a. Temperaturen) zu bringen, nachdem eine Verbindung mit dem Vorherigen Layer eingegangen wurde. D.h. hier zieht sich der rote Faden der Kompromisse beim 3D-Druck weiter durch. Eine zu schwache Kühlung verursacht oft u.a. Curling, zu starke Kühlung wiederum schlechte Layerhaftung oder Warping, was gerade bei ABS oft der Fall ist. 


Fehler die ich in Zusammenhang falscher Kühlung in den Threads erkannt habe:
- Kühlung zu schwach: Curling, Formstabilität   Beispiel Thread
- zu stark (vor allem) bei ABS: schlechte Layerhaftung
- kühlt Düse: Fehlerhaftes Druckbild  (verlinkter Thread ist in Bearbeitung Beispiel Thread)
- einseitige Kühlung: Verzug im Bauteil, unterschiedliche Maßhaltigkeit Beispiel Thread  (bei einem ähnlichem Objekt und Testwürfel konnte ich selber -0,1 bis sogar -0,2 mm nur auf Y-Achse reproduzieren und erklären, leider bei dem Kandidaten zu spät)

Die Kühlung ist aber wie ihr euch schon vorstellen könnt, auch kein Ein-Knopf-Parameter ala umschalten und schon klappt die ganze Soße, sondern auch nur ein (wichtiges) Zahnrad im ganzen System.




Hier Beispiele wie sich falsche Kühlung noch auswirken kann:
Mein Setup: Drucker modifizierter Flashforge Creator pro 2016, MaPa MK10 Nozzle
Material: BayFil PLA grau (noch nicht frei im Handel erhältlich)
Layerhöhe 0,1
EM 0,9
EW 0,37
75mm/sek
210°C
Bett 60°C
Für den Bauteillüfter ist ein Radiallüfter 50x50x15mm / ~9m³/h / Stat.Druck ~17mmH2O im Einsatz


Beispiel 1:
schräger Quader im Vasenmodus,
Bauteillüfter = original Stock, seitlich von links 
   

- First Layer ohne Bauteillüfter
- 1. Lüfter 100% ab 3. Layer
- 2. zeigt Verzug im Bauteil, da diese Seite im Windschatten liegt.
- ab 3. Lüfter aus

   
 
 
 
 
 

 
 
 
 
Beispiel 2
schräger Quader im Vasenmodus,
Bauteillüfter = selbstentwickelter "Ringlüfter", Material: M4P ASA 
   

- First Layer ohne Bauteillüfter
- 1. Lüfter 100% ab 3. Layer
- 2. kein Verzug durch gleichmäßige Kühlung
- ab 3. Lüfter 50% der Leistung

   
 
 
 
 

 
 
 
Die Beispiele bedeuten nicht, das ein Ringlüfter besser ist als eine seitliche Belüftung, sondern nur wie sich unterschiedlich Kühlung auswirken kann.

Den originalen Kanal verwende ich z.B. wenn ich großflächige Teile drucke, um die Kühlung / Abluft konstant zu halten.
Den Ringlüfter nutze ich meistens für filigrane Teile, bei der die Nozzle länger auf einem kleinen Bereich druckt, als Beispiel wären hier die Stege der Retrakt Pyramide oder die Laser Cat


Den Ringlüfter habe ich mit Hilfe einer Strömungssimulation über Fusion360 entwickelt, nur weils mich interessierte, braucht man aber nicht Wink
 
   


 
 

Anbei Videos, wie man seinen originalen, aus Thingiverse selbst gedrucken und selbst entwickelten Fan Duct praktisch kostenlos testen.
Bitte nehmt den Hinweis ernst!
Ich will nicht auf dem Niveau mancher Youtoube Influencer (was sich schon wie eine Krankheit anhört) stehen, Welche verantwortungslos und um jeden Preis jeden Mist posten!
 


ACHTUNG! Folgende Tipps enthalten Elemente, die Schäden an Personen und Geräten bei unvorsichtiger Handhabung verursachen können,
die Nachahmung erfolgt auf eigene Verantwortung


 
 
 
 
 

 

Um zu sehen, ob die Luftkanäle auch wirklich die Luft und die daraus resultierende Wärmeabfuhr genau dort hin liefern, wo ich sie benötige, fülle ich eine Schale mit Wasser welche ich aufs Druckbett stelle, schalte den Lüfter ein und bewege die Z-Achse langsam Richtung Düse, wie auf den Videos zu sehen.
Den visuellen Effekt von Verwirbelungen kann man noch verstärken, in dem man einen Ölfilm auf das Wasser aufbringt, oder Sägespäne etc.
Wer sowas noch machen möchte, bitte denkt an die Umwelt und nehmt nicht gerade Altöl her und kippt das ganze dann nicht ins Klo!! ... Ihr seid erwachsen genug und ich gehe mal davon aus, dass ihr wisst, was man nicht machen soll, ich schreib's nur der ordnungshalber dazu. 



Fan Duct: Seitliche Luftdüse (Stock)

https://youtu.be/6tEUmoXGCXw  



Fan Duct: Ringlüfter 

https://youtu.be/6rtgT8-orQw  


 

 
 
Zum praktischen testen, habe ich hier noch einen modifizierten Überhangtest erstellt, mit dem ich schnell sehen kann, ob die Layer auf allen Seiten sauber abgelegt, verzogen oder verschoben und verbunden sind.
Infill, Geschwindigkeit, Layerhöhe, Temperaturen und Skalierung etc des Teils nach eigenem Gusto und Anforderungen - was ja auch Sinn der Übung ist Wink 
 


     offen => ohne Luftreflexionen
.stl   fan_test.stl (Größe: 62,09 KB / Downloads: 17.240)

     rund => mit Luftreflexionen
.stl   fan-test-rund.stl (Größe: 331,23 KB / Downloads: 17.210)

    quadratisch => mit Luftreflexionen
.stl   fan-test-quadrat.stl (Größe: 66,39 KB / Downloads: 17.240)
 
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#2
Danke für den Beitrag !
Die Problematik hatte ich auch auf der Todo-Liste war aber bisher leider zeitlich noch nicht dazu gekommen das näher zu untersuchen.
Ich hatte geplant das Strömungsverhalten mittels Rauchgenerator / Rauchröhrchen untersuchen, mit der Wasserschale sieht man es jedoch besser.
Gruß Markus



Sage es mir, und ich vergesse es. Zeige es mir, und ich erinnere mich. Lass es mich tun, und ich behalte es. (Konfuzius)

-> -> ->   Der Einstellfahrplan oder wie stellen wir unsere Drucker ein und mehr   <- <- <-
 
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#3
Danke für das Analysieren. Hier hätte ich eine Berichtigung (zum Nachdenken):

Zitat:Ziel der richtigen Kühlung soll es sein, das gedruckte Material unter die Glastemperatur (s.a. Temperaturen) zu bringen, nachdem eine Verbindung mit dem Vorherigen Layer eingegangen wurde.

Was sagen diese ganzen Thesen, Experimente und Beobachtungen darüber aus das alles auch ohne (Bauteil-) Kühlung geht? Wink Ja, auch PLA/PETG.

Aber interessant zu sehen das tieferes Begutachten der Dinge direkt in Testteile enden. Jetzt wisst ihr wie so etwas entsteht auch noch. Tongue Ich würde das ja noch als Ring/Schüssel anordnen, nicht als einzelne Streben. Wink
AchtungOffizielle 3DDC T-Shirts - Elektrolyte... Einstellfahrplan
1. Das Bundesministerium für Wissenschaft hat bestätigt -  lesen gefährdet die Dummheit!
2. Kaum macht man es richtig, funktioniert es. Aber nur weil etwas funktioniert, hat man es nicht zwingend richtig gemacht ...
3. Wenn man die Natur einer Sache durchschaut hat, werden Dinge berechenbar.
4. Es sind die unscheinbaren kleinen Handgriffe die beim 3D Druck zum  Erfolg führen, schludern rächt sich überall, auch wenn man nicht mehr daran denkt.
 
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#4
(05.02.2019, 13:43)paradroid schrieb:
Zitat:Ziel der richtigen Kühlung soll es sein, das gedruckte Material unter die Glastemperatur (s.a. Temperaturen) zu bringen, nachdem eine Verbindung mit dem Vorherigen Layer eingegangen wurde.

Was sagen diese ganzen Thesen, Experimente und Beobachtungen darüber aus das alles auch ohne (Bauteil-) Kühlung geht? Wink Ja, auch PLA/PETG.
 
 
Antwort:

(05.02.2019, 13:00)m!b schrieb: Die Kühlung ist aber wie ihr euch schon vorstellen könnt, auch kein Ein-Knopf-Parameter ala umschalten und schon klappt die ganze Soße, sondern auch nur ein (wichtiges) Zahnrad im ganzen System.


Auf deutsch: Lieber gar keine Kühlung als eine falsche! Wink
 
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#5
Thumb up - den Comment zum Testteil hab ich noch hinzugefügt.
AchtungOffizielle 3DDC T-Shirts - Elektrolyte... Einstellfahrplan
1. Das Bundesministerium für Wissenschaft hat bestätigt -  lesen gefährdet die Dummheit!
2. Kaum macht man es richtig, funktioniert es. Aber nur weil etwas funktioniert, hat man es nicht zwingend richtig gemacht ...
3. Wenn man die Natur einer Sache durchschaut hat, werden Dinge berechenbar.
4. Es sind die unscheinbaren kleinen Handgriffe die beim 3D Druck zum  Erfolg führen, schludern rächt sich überall, auch wenn man nicht mehr daran denkt.
 
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#6
Cool, hatte ich schon drauf gewartet.
Gerade das mit dem einseitigen und mehrseitigen Kühlen ist mir schon sehr oft aufgefallen. Das mit den Pusten auf die Düse meist erst, wenn die Extrusion anfängt zu stocken (wenn man nur die Bilder sieht), die wenigsten verraten einem, das die Temperatur der Düse mit Lüfter absackt.
Gruß
Olli
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Nichts wird so heiß gegessen wie es gekocht wird
Wasser? Das Zeug aus dem Klo?
Nutzt den Fahrplan
 
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#7
Du schreibst, das bei ABS die Layerhaftung nicht mehr taugt, bläst der Lüfter zu stark.

Welche Empfehlung gibt es grundsätzlich für PETG? Liest man sich so durch Google, gibt es die einen, die behaupten ca. 30% Lüfterdrehzahl ab Layer 2, damit eben die Schichten gut kleben, die anderen sagen 100% ab Layer 2, damit es kein Stringing gibt. Wie handhabt ihr das bei PETG oder kan man das so pauschal gar nicht sagen?
 
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#8
Das kommt vor allem auf deine Maschine, dein Material, dein Objekt an und wie du mit Einstellungen umgehen kannst.

Grundsätzlich lasse ich bei mir den Lüfter mit 100% laufen.
Liegt daran, weil mein Drucker nur an oder aus steuern kann. Alles dazwischen mit Aufwand und Umwegen (wie oben im Test)

Probiere es selber aus, fahre den Wichtig - Einstellfahrplan, oder wie stellen wir unsere Drucker ein und mehr durch, mit verschiedenen Lüftereinstellungen.
Mach ich auch immer, egal ob bei neuem Material oder sonstigen Änderungen. Irgendwann bekommst du ein Gefühl dafür,  was sinnvoll ist und/oder weniger effektiv.



EDIT:
(15.02.2019, 10:02)Chapolote schrieb: Du schreibst, das bei ABS die Layerhaftung nicht mehr taugt, bläst der Lüfter zu stark.

Der BTL hat zumindest einen wesentlichen Einfluß auf die Layerhaftung.
Es kommt ja auch bei einigen vor, daß es Haftungsprobleme ohne eingeschalteten Lüfter gibt Wink
 
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#9
Hallo m!b,
danke für den ausführlichen und lehrreichen Test. Smile
Ich habe den Flashforge Dreamer und hatte gestern Probleme ein Bauteil mit entsprechenden Überhängen richtig zu kühlen (die Bauteilkühlung kommt halt leider nur von links...)
Wenn du deine STL-Datei von deinem Ringlüfter teilen würdest würde ich mich sehr darüber freuen... Angel

Gruß
Martin
 
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